A soldagem a laser visa principalmente melhorar a eficiência e a qualidade da soldagem de materiais de paredes finas e peças de precisão. Hoje, não vamos falar sobre as vantagens da soldagem a laser, mas sim sobre como usar gases de proteção corretamente para soldagem a laser.
Por que usar gás de proteção para soldagem a laser?
Na soldagem a laser, o gás de proteção afeta a conformação, a qualidade, a profundidade e a largura da solda. Na maioria dos casos, o sopro do gás auxiliar tem um efeito positivo na solda, mas também pode trazer efeitos adversos.
Quando você sopra o gás de proteção corretamente, isso ajudará você a:
✦Protege eficazmente a poça de solda para reduzir ou mesmo evitar a oxidação
✦Reduz efetivamente os respingos produzidos no processo de soldagem
✦Reduz eficazmente os poros da solda
✦Ajude a espalhar a poça de solda uniformemente durante a solidificação, para que a costura de solda fique com uma borda limpa e lisa
✦O efeito de blindagem da pluma de vapor metálico ou da nuvem de plasma no laser é efetivamente reduzido, e a taxa de utilização efetiva do laser é aumentada.
Enquanto oseleção do tipo de gás de proteção, vazão de gás e modo de soproSe as instruções estiverem corretas, você poderá obter o efeito ideal da soldagem. No entanto, o uso incorreto do gás de proteção também pode afetar negativamente a soldagem. O uso do tipo errado de gás de proteção pode causar rangidos na solda ou reduzir as propriedades mecânicas da solda. Uma vazão de gás muito alta ou muito baixa pode levar a uma oxidação mais grave da solda e a uma interferência externa grave do material metálico dentro da poça de fusão, resultando em colapso da solda ou formação irregular.
Tipos de gás de proteção
Os gases de proteção comumente utilizados na soldagem a laser são principalmente N2, Ar e He. Suas propriedades físicas e químicas são diferentes, portanto, seus efeitos nas soldas também são diferentes.
Nitrogênio (N2)
A energia de ionização do N2 é moderada, superior à do Ar e inferior à do He. Sob a radiação do laser, o grau de ionização do N2 permanece estável, o que pode reduzir significativamente a formação de nuvens de plasma e aumentar a taxa de utilização efetiva do laser. O nitrogênio pode reagir com ligas de alumínio e aço carbono a uma determinada temperatura, produzindo nitretos, o que melhora a fragilidade da solda e reduz a tenacidade, além de ter um grande impacto negativo nas propriedades mecânicas das juntas soldadas. Portanto, não é recomendado o uso de nitrogênio na soldagem de ligas de alumínio e aço carbono.
No entanto, a reação química entre o nitrogênio e o aço inoxidável gerada pelo nitrogênio pode melhorar a resistência da junta soldada, o que será benéfico para melhorar as propriedades mecânicas da solda, de modo que a soldagem do aço inoxidável pode usar o nitrogênio como gás de proteção.
Argônio (Ar)
A energia de ionização do argônio é relativamente baixa e seu grau de ionização aumentará sob a ação de um laser. Portanto, o argônio, como gás de proteção, não consegue controlar efetivamente a formação de nuvens de plasma, o que reduz a taxa de utilização efetiva da soldagem a laser. Surge a pergunta: o argônio é um mau candidato para uso como gás de proteção na soldagem? A resposta é não. Por ser um gás inerte, o argônio é difícil de reagir com a maioria dos metais, e o argônio é barato de usar. Além disso, a densidade do argônio é alta, o que o torna propício para afundar na superfície da poça de fusão da solda e pode protegê-la melhor, portanto, o argônio pode ser usado como gás de proteção convencional.
Hélio (He)
Ao contrário do argônio, o hélio possui energia de ionização relativamente alta, o que permite controlar facilmente a formação de nuvens de plasma. Ao mesmo tempo, o hélio não reage com metais. É realmente uma boa opção para soldagem a laser. O único problema é que o hélio é relativamente caro. Para fabricantes que produzem produtos metálicos em massa, o hélio aumentará significativamente o custo de produção. Portanto, o hélio é geralmente utilizado em pesquisas científicas ou em produtos de altíssimo valor agregado.
Como soprar o gás de proteção?
Em primeiro lugar, deve ficar claro que a chamada "oxidação" da solda é apenas um nome comum, que teoricamente se refere à reação química entre a solda e os componentes nocivos presentes no ar, levando à deterioração da solda. Normalmente, o metal de solda reage com oxigênio, nitrogênio e hidrogênio presentes no ar a uma determinada temperatura.
Para evitar que a solda seja "oxidada", é necessário reduzir ou evitar o contato entre esses componentes nocivos e o metal de solda em alta temperatura, que não ocorre apenas no metal da poça de fusão, mas durante todo o período desde o momento em que o metal de solda é derretido até que o metal da poça de fusão seja solidificado e sua temperatura esfrie até uma determinada temperatura.
Duas maneiras principais de soprar gás de proteção
▶Um deles está soprando gás de proteção no eixo lateral, conforme mostrado na Figura 1.
▶O outro é um método de sopro coaxial, conforme mostrado na Figura 2.
Figura 1.
Figura 2.
A escolha específica dos dois métodos de sopro envolve uma consideração abrangente de muitos aspectos. Em geral, recomenda-se adotar o método do gás de proteção de sopro lateral.
Alguns exemplos de soldagem a laser
1. Soldagem de cordão/linha reta
Conforme mostrado na Figura 3, o formato da solda do produto é linear, e o formato da junta pode ser de topo, sobreposição, canto negativo ou sobreposição. Para este tipo de produto, é melhor adotar o gás de proteção de sopro no eixo lateral, conforme mostrado na Figura 1.
2. Soldagem de figura ou área fechada
Conforme mostrado na Figura 4, o formato da solda do produto é um padrão fechado, como circunferência plana, formato multilateral plano, formato linear multissegmentado plano, etc. O formato da junta pode ser junta de topo, junta sobreposta, soldagem sobreposta, etc. É melhor adotar o método de gás de proteção coaxial, conforme mostrado na Figura 2, para esse tipo de produto.
A seleção do gás de proteção afeta diretamente a qualidade, a eficiência e o custo de produção da soldagem. No entanto, devido à diversidade de materiais de soldagem, a seleção do gás de soldagem no processo de soldagem em si é mais complexa e exige uma consideração abrangente do material de soldagem, do método de soldagem, da posição de soldagem e dos requisitos do efeito de soldagem. Por meio dos testes de soldagem, você pode escolher o gás de soldagem mais adequado para obter melhores resultados.
Interessado em soldagem a laser e disposto a aprender como escolher gás de proteção
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Horário da postagem: 10 de outubro de 2022